《工程静力学基础》PPT课件.ppt

1,工程力学,力学教研室,2,3,课程简介,工 程 力 学,4,5,6,7,8,9,10,11,理 论 力 学,物体在外力作用下的运动规律，并建立运动与受力之间的定量关系。,12,理论力学,第一章 工程静力学基础,13,11 静力学的基本概念,12 静力学公理,13 约束和约束反力,14 受力分析和受力图,第 一 章 工 程 静 力 学 基 础,目录,14,刚体是一种理想化的力学模型。,一个物体能否视为刚体，不仅取决于变形的大小，而且和问题本身的要求有关。,2、刚体在外界的任何作用下形状和大小都始终保持不变的物体。或者在力的作用下，任意两点间的距离保持不变的物体。,1、平衡平衡是物体机械运动的特殊形式，是指物体相对地球处于静止或匀速直线运动状态。,3、力力是物体相互间的机械作用，其作用 结果使物体的形状和运动状态发生改变。,11 静力学的基本概念,15,力的表示法,力是一矢量，用带箭头的线段来表示，如图。,F,力的单位, 在国际单位制中，力的单位是牛顿 (N) 1N= 1公斤米/秒2 （kg m/s2 )。,11 静力学的基本概念,16, 基本概念,力 系作用于同一物体或物体系上的一群力。,等效力系对物体的作用效果相同的两个力系。,平衡力系能使物体维持平衡的力系。,合 力在特殊情况下，能和一个力系等效 的一个力。,12 静力学公理,17,公理一 (二力平衡公理),作用于刚体上的两个力，使刚体处于平衡状态的充要条件是：这两个力大小相等、方向相反、且作用在同一直线上。,公理二 (加减平衡力系公理),在作用着已知力系的刚体上，加上或减去任意平衡力系，都不会改变原力系对刚体的作用效果。,12 静力学公理,18,推论 (力的可传性原理),作用于刚体上某点的力，可以沿其作用线移动到刚体上的任一点，而不改变它对该刚体的作用效果。,=,=,12 静力学公理,19,公理三 (力平行四边形公理) 作用于物体上同一点的两个力的合力也作用于该点，且合力的大小和方向可用这两个力为邻边所作的平行四边形的对角线来确定。,F1,F2,R,矢量表达式：R= F1+F2,即，合力为原两力的矢量和。,12 静力学公理,20,推论 (三力平衡汇交原理) 刚体受不平行三个力作用而平衡时这三个力的作用线必在同一平面内且汇交于一点。,F1,F3,R1,F2,=,证明：,A3,12 静力学公理,21,公理四 (作用和反作用公理) 两个物体之间的作用力与反作用力总是成对出现，且大小相等，方向相反，沿着同一直线，但分别作用在这两个物体上。,12 静力学公理,22,13 约束和约束反力,1、自由体：,2、非自由体：,3、约束：,4、约束反力：,5、主动力：,可以任意运动（获得任意位移）的物体。,运动受到限制的物体。,约束作用于非自由体上而限制其运动的力。,限制非自由体运动的周围物体。,约束力以外，物体所受的其他力力。, 基本概念：,23,1、柔性约束：柔绳、链条、皮带构成的约束：,常见的几种类型的约束,13 约束和约束反力,24,13 约束和约束反力,常见的几种类型的约束,25,2、理想光滑接触面约束,13 约束和约束反力,常见的几种类型的约束,26,光滑接触面约束实例,13 约束和约束反力,常见的几种类型的约束,27,3、光滑圆柱铰链约束,N,13 约束和约束反力,常见的几种类型的约束,28,Ny,Nx,(1) 固定铰链支座：,N,13 约束和约束反力,常见的几种类型的约束,29,(2) 活动铰链支座：,N,N,常见的几种类型的约束,13 约束和约束反力,30,光滑圆柱铰链约束实例,常见的几种类型的约束,13 约束和约束反力,31,常见的几种类型的约束,13 约束和约束反力,32,4、二力构件：,常见的几种类型的约束,13 约束和约束反力,33,常见的几种类型的约束,13 约束和约束反力,6、插入端约束：,34,14 受力分析和受力图,画受力图的方法与步骤： 1、取分离体（研究对象） 2、画出研究对象所受的全部主动力（使物体产生 运动或运动趋势的力） 3、在存在约束的地方，按约束类型逐一画出约束 反力（研究对象与周围物体的连接关系）,35,解：,(1) 物体B 受两个力作用：,(2) 球A 受三个力作用：,(3) 作用于滑轮C 的力：,14 受力分析和受力图,例题1-1 在图示的平面系统中，匀质球A重为P，借本身重量和摩擦不计的理想滑轮C 和柔绳维持在仰角是 的光滑斜面上，绳的一端挂着重为Q 的物体B。试分析物体B、球A 和滑轮C 的受力情况，并分别画出平衡时各物体的受力图。,36,解：,1、杆BC 所受的力：,2、杆AB 所受的力：,表示法一：,表示法二：,例题1-2 等腰三角形构架ABC 的顶点A、B、C 都用铰链连接，底边AC 固定，而AB 边的中点D 作用有平行于固定边AC 的力F，如图113(a)所示。不计各杆自重，试画出AB 和BC 的受力图。,14 受力分析和受力图,37,例题1-3 如图所示压榨机中，杆AB 和BC 的长度相等，自重忽略不计。A ，B，C ，E 处为铰链连接。已知活塞D上受到油缸内的总压力为F = 3kN，h = 200 mm，l =1500 mm。试画出杆AB ，活塞和连杆以及压块C 的受力图。,14 受力分析和受力图,38,解：,1.杆AB 的受力图。,2. 活塞和连杆的受力图。,3. 压块 C 的受力图。,14 受力分析和受力图,39,